Tổng hợp sử dụng máy tính trong giải toán Vật Lý
Sưu tầm: Dương Công Tráng – GSTT Group
GSTT GROUP
I, Bài toán dao động điều hòa ( hoặc các dạng có liên quan đến điện xoay chiều như
tổng hợp 2 hiệu điện thế trong điện xoay chiều)
Khi làm bài tập về phần tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số (lớp
12):x1 = A1cos(ωt + φ1)
x2 = A2cos(ωt + φ2)
x = x1 + x2 = Acos(ωt + φ)
Nếu các em sử dụng hai công thức trong sách giáo khoa:
A2 = A21+ A22 + 2A1A2cosΔφ
tanφ = (A1sinφ1 + A2sinφ2)/ (A1cosφ1 + A2cosφ2)
Thì các em sẽ có các lợi ích:
- Tính ra kết quả nhanh và ko bị sai
- Có thể tổng hợp được nhiều dao động ( từ 2 trở lên) mà khi ta tính tay rất lâu
- Có thể tính hiệu 2 dao động ( bài toán tìm khoảng cách) có thể làm được rất
nhanh
Các Lưu ý khi bấm máy tính:
- Xem chế độ đang dùng ( độ hay radial)
- Cần xem mình đang cần kết quả gì ( biên độ, hay góc)
Ta có thể tổng hợp nhiều dao động bằng số phức ( các em ko cần hiểu số phức là gì )
bằng cách viết mỗi dao động thành x = A ∠ φ rồi cộng bằng cách bấm máy tính
X = x1 + x2 + x3 +… + xn = A1∠φ1 + A2∠φ2 + …..+ An∠φn
Máy Fx-570MS
Bước chuẩn bị nhập số liệu vào máy. Chuyển chế độ dùng số phức:
Bấm Mode chọn 2.
Ở đây ta sử dụng số đo góc là độ(D), để dùng rad(Chuyển về R).
Nhập: ‘A1’ + ‘Shift’ + ‘(-)’ + ‘φ1’ + ‘+’ + ‘A2’ + ‘Shift’ + ‘(-)’ + ‘φ2’
Bước lấy kết quả. Sau khi nhập biểu thức cộng ‘+’ hoặc trừ ‘-’ vectơ.
Nhấn: ‘=’
- Để lấy A (Véctơ kết quả):
Nhấn: ‘Shift’ + ‘+’ + ‘=’
- Để lấy φ (góc hợp bởi vectơ kết quả và vectơ chọn làm gốc):
Nhấn: ‘Shift’ + ‘=’
Với máy Fx-570ES thì để lấy kết quả, chúng ta Nhấn ‘Shift’ + ‘2’ + ‘3’ +‘=’
Chú ý:
- Với các bài toán có dạng đặc biệt chúng ta nên suy luận để lấy kết quả thì nhanh hơn
bấm máy.
- Với bài toán cho x1 (hoặc x2) và x, yêu cầu tìm x2 (hoặc x1) thì nhập:
‘A’ + ‘Shift’ + ‘(-)’ + ‘φ’ + ‘-’ + ‘A1(2)’ + ‘Shift’ + ‘(-)’ + ‘φ1(2)’
II, Bài toán điện xoay chiều
1.Phương pháp giải truyền thống:
Ví dụ : Mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 50W, một cuộn thuần cảm
có hệ số tự cảm và một tụ điện có điện dung mắc nối tiếp.
Tổng hợp sử dụng máy tính trong giải toán Vật Lý
Sưu tầm: Dương Công Tráng – GSTT Group
GSTT GROUP
Biết rằng dòng điện qua mạch có dạng .Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu mạch
điện.
Giải 1:
Bước 1: Cảm kháng:; Dung kháng:
Tổng trở:
Bước 2: Định luật Ôm : Với Uo= IoZ = 5.50 = 250V;
Bước 3: Tính độ lệch pha giữa u hai đầu mạch và i: (rad).
Bước 4: Biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu mạch điện: (V).
2.Phương pháp dùng máy tính FX-570ES: (NHANH VÀ HIỆU QUẢ CHO TRẮC
NGHIỆM)
a.Tìm hiểu các đại lượng xoay chiều dạng phức: Xem bảng liên hệ
ĐẠI LƯỢNG
ĐIỆN
CÔNG THỨC
DẠNG SỐ PHỨC TRONG MÁY TÍNH FX-
570ES
Cảm kháng ZL
ZL
ZL i (Chú ý trước i có dấu cộng là ZL )
Dung kháng ZC
ZC
- ZC i (Chú ý trước i có dấu trừ là Zc )
Tổng trở:
;;
= a + bi ( với a=R; b = (ZL -ZC ) )-Nếu
ZL >ZC :Đoạnmạch có tinh cảm kháng
-Nếu ZL <ZC : Đoạnmạch có tinh dung kháng
Cường độ dòng
điện
i=Io cos(wt+ ji )
Điện áp
u=Uo cos(wt+ ju )
Định luật ÔM
Chú ý:( tổng trở phức có gạch trên đầu: R là phần thực, (ZL -ZC ) là phần ảo)
b.Chọn cài dặt máy tính Fx-570ES:
-Bấm SHIFT 9 3 = = : Để cài đặt ban đầu (Reset all)
-Bấm SHIFT MODE 1: hiển thị 1 dòng (MthIO) Màn hình xuất hiện Math.
-Bấm MODE 2 : Tính toán số phức, trên màn hình xuất hiện: CMPLX.
-Bấm SHIFT MODE ‚ 3 2 : Cài đặt dạng toạ độ cực:( rÐq )
-Chọn đơn vị đo góc là độ (D) , bấm : SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D
(-Chọn đơn vị đo góc là Rad (R), bấm: SHIFT MODE 4 trên màn hình hiển thị chữ R )
-Bấm SHIFT (-) : nhập ký hiệu góc Ð của số phức
-Chuyển từ a + bi sang AÐ j , bấm SHIFT 2 3 =
(-Chuyển từ AÐ j sang a + bi , bấm SHIFT 2 4 = )
-Dùng phím ENG để nhập phần ảo i
b. Lưu ý Chế độ hiển thị kết quả trên màn hình:
Sau khi nhập, ấn dấu = có thể hiển thị kết quả dưới dạng số vô tỉ,
Tổng hợp sử dụng máy tính trong giải toán Vật Lý
Sưu tầm: Dương Công Tráng – GSTT Group
GSTT GROUP
muốn kết quả dưới dạng thập phân ta ấn SHIFT =
( hoặc dùng phím SóD ) để chuyển đổi kết quả Hiển thị.
-Với máy FX570ES : -Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.
-Bấm SHIFT MODE ‚ 3 2 : Cài đặt dạng toạ độ cực:( rÐq )
-Chọn đơn vị đo góc là độ (D), bấm: SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị D
Nhập máy: 150 u : ( 30 + 30ENG i ) = Hiển thị: 5Ð- 45
Vậy: Biểu thức tức thời cường độ dòng điện qua mạch là: i = 5cos( 120pt - p/4)
(A). Chọn D
2. XÁC ĐỊNH HỘP ĐEN TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU DÙNG MÁY
TÍNH FX-570ES
( RẤT NHANH VÀ HIỆU QUẢ CHO TRẮC NGHIỆM)
1.Chọn cài dặt máy tính Fx-570ES:
Các bước Chọn chế độ
Nút lệnh
Cài đặt ban đầu (Reset all):
Bấm: SHIFT 9 3 = =
Hiển thị 1 dòng (MthIO)
Bấm: SHIFT MODE 1
Thực hiện phép tính về số phức
Bấm: MODE 2
Dạng toạ độ cực: rÐq (AÐj )
Bấm: SHIFT MODE ‚ 3 2
Tính dạng toạ độ đề các: a + ib.
Bấm: SHIFT MODE ‚ 3 1
Chọn đơn vị góc là độ (D)
Bấm: SHIFT MODE 3
Hoặc chọn đơn vị góc là Rad (R)
Bấm: SHIFT MODE 4
Để nhập ký hiệu góc Ð
Bấm: SHIFT (-)
Chuyển từ dạng a + bi sang
dạngAÐ j ,
Bấm: SHIFT 2 3 =
Chuyển từ dạng AÐ j sang dạng a
+ bi
Bấm: SHIFT 2 4 =
2. Xác định các thông số ( Z, R, ZL, ZC) bằng máy tính:
-Tính Z: ( Phép CHIA hai số phức )
Nhập máy: U0 SHIFT (-) φu: ( I0 SHIFT (-) φi ) =
-Với tổng trở phức : , nghĩa là có dạng (a + bi). với a=R; b = (ZL -ZC )
-Chuyển từ dạng AÐ j sang dạng: a + bi : bấm SHIFT 2 4 =